Метелик монарх харчується отруйною рослиною і зберігає в своєму організмі невеликі дози токсину. Якщо птах їх з’їсть, вона майже відразу їх вирве: вони отруюються.

чому

Так метелик-монарх захищається від своїх хижаків.

З цієї причини, маючи можливість жити з смертельна отрута, яка навіть у малих дозах може зупинити серце і вплинути на нервову систему, роками викликав наукову цікавість.

І саме вона є майже ексклюзивною їжею рослина, що називається асклепія, а такожвідомий як молочай, отрута якого використовується мисливцями з різних куточків Африки для змазування кінчиків своїх стріл.

Зараз декілька вчених з університетів США, Франції та Німеччини розгадали таємницю, як пояснюється в їх дослідженні, озаглавленому "Редагування генів відстежує еволюцію стійкості до токсину метелика монарха" і опублікованому в спеціалізованому журналі Природа.

Як жити отруєним

З його жовтими та оранжевими крилами багато хто сходяться на думці, що це одне з найкрасивіших комах у природі.

Але кольори мають ще одну причину існування. Вони чіткі повідомлення для хижаків: метелик отруєний, і тому він не є бажаною їжею.

Після багатьох років досліджень наукове співтовариство пропонує відповіді на невідомо як лепідоптор пристосований для поїдання рослини токсичний не вмираючи.

Біологи та генетики виявили еволюційні етапи, які захищали його від токсину. Першим ділом було виявлення інших видів, стійких до нього, так званих кардіотонічних глікозидів, які в певних дозах можуть серйозно вплинути на серце.

Харчується монарх майже виключно молочаями

Еволюційний біолог Ноа Уайтман з Каліфорнійського університету в Берклі та його колеги хотіли визначити, що спільного між 21 комахою, яка харчується молочаями.

І вони виявили три мутації, які є ключем до цієї токсиностійкості.

Не всі вони з’явилися одразу. Монарх поділився однією з мутацій з іншою метеликом, яка не їсть цю рослину. Він також має ще одну мутацію, яка присутня лише у комах, які переносять отруту, але не накопичують її. А третій з’явився у близького предка.

Але це не сталося за одну ніч. Коли монарх став стійким до токсину, вона почала насолоджуватися рідкісна користь у природі: їжте те, що мало хто їв.

«Редагування» мух

Використовуючи технологію редагування генів Crispr, вони почали застосовувати ці мутації окремо до плодових мух, які не харчуються молочаями.

Перша мутація вказувала на те, що вони могли вижити з дуже малими дозами токсину, друга з більшою кількістю, а після третьої, наліченої 122, вони навіть змогли зберігати токсин в організмі.

Однак, застосувавши 122 поодинці, комахи не вижили, показавши, що поодинці це має смертельні побічні ефекти і може діяти, лише якщо йому передує інший.

Отже, у цьому випадку замовлення дійсно впливає на товар.

Генетик Пітер Андольфато з Колумбійського університету в США дійшов такого ж висновку і поділився ним у серпні з журналом eLife.

Використовуючи іншу систему редагування генів, вони виявили, що порядок застосування змін є критичним. В одній послідовності мутацій їм вдалося виробити толерантних до молочаїв комах, в іншій у мух виникли неврологічні проблеми.

"Ви можете зрозуміти, що сталося з часом", - сказав він Наука Хопі Хукстра, біолог з Гарвардського університету, США. "Вони реконструюють історію еволюції".

Для академічного фахівця з еволюції це вирішує наукове питання, на яке давно намагаються відповісти.